一種反射率測量裝置及基于該裝置的干度在線測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種反射率測量裝置及基于該裝置的干度在線測量方法，包括入射光路、出射光路以及光學(xué)探頭，入射光路包括依次連接的電源、光源、第一耦合器以及第一傳導(dǎo)光纖，出射光路包括依次連接的第二傳導(dǎo)光纖、第二耦合器、探測器以及信號(hào)處理電路，光學(xué)探頭的一端與待測的汽液兩相流接觸，第一傳導(dǎo)光纖的輸出端以及第二傳導(dǎo)光纖的輸入端均與光學(xué)探頭的另一端連接，光學(xué)探頭為光學(xué)反射率探頭。本發(fā)明用于解決注蒸汽式井下干度在線測量的技術(shù)問題，能夠?qū)崟r(shí)掌握油井蒸汽注入的干度情況。
【專利說明】一種反射率測量裝置及基于該裝置的干度在線測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是稠油開采注蒸汽式油井干度在線測量，具體涉及的一種反射率測量裝置及基于該裝置的干度在線測量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油具有黏度高、分布不均的特點(diǎn)，通常開采的方法是向油井中注入高溫、高壓蒸汽，待石油呈流狀后再加以開采，蒸汽注入過程中其干度的變化值是判斷油層分布的重要資料，同時(shí)也是合理利用蒸汽資源的重要參考依據(jù)。
[0003]稠油注蒸汽熱力開采工藝技術(shù)是目前國內(nèi)外主要的稠油開采手段，是用直流鍋爐向井下注入濕飽和蒸汽加熱油層降低稠油粘度達(dá)到開采目的。我國蒸汽熱力開采稠油工藝的研究與應(yīng)用，為我國石油工業(yè)的發(fā)展和國家能源供給提供了重要的技術(shù)支撐，稠油注蒸汽熱力開采工藝井下熱動(dòng)態(tài)監(jiān)測至關(guān)重要，它是了解熱注效果，認(rèn)識(shí)油層，掌握油層熱含的關(guān)鍵技術(shù)，通過井下監(jiān)測可準(zhǔn)確判斷汽竄和注汽井的熱損失情況。新的生產(chǎn)工藝要有配套技術(shù)支持，目前現(xiàn)有的熱采測試工藝和測試技術(shù)適應(yīng)不了水平井的熱采測試需要。蒸汽干度作為稠油開采安全運(yùn)行中的一個(gè)重要參數(shù)，也是影響稠油熱采效果的一個(gè)重要指標(biāo)。而現(xiàn)階段蒸汽干度控制基本上處于常規(guī)控制階段，因此蒸汽干度控制受人為因素影響較大，不僅稠油開采安全運(yùn)行受到威脅而且影響稠油熱采的效果，為此，對(duì)于稠油開采注入蒸汽干度進(jìn)行自動(dòng)控制的研究勢在必行，所以干度計(jì)算的算法是稠油注蒸汽熱力開采工藝井下開采的重要監(jiān)測點(diǎn)。
[0004]針對(duì)稠油水平井注汽生產(chǎn)工藝，本發(fā)明提供一種用于實(shí)現(xiàn)油井蒸汽干度測量方法。
[0005]飽和水蒸汽的反射率也是計(jì)算油井蒸汽干度的一個(gè)重要的參數(shù)，本發(fā)明同時(shí)也提供了一種反射率測量裝置。`
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種蒸汽干度測量算法，它用于解決注蒸汽式井下干度在線測量問題，實(shí)時(shí)掌握油井蒸汽注入的干度情況。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0008]一種反射率測量裝置，其特殊之處在于:包括入射光路、出射光路以及光學(xué)探頭，所述入射光路包括依次連接的電源、光源、第一耦合器以及第一傳導(dǎo)光纖，所述出射光路包括依次連接的第二傳導(dǎo)光纖、第二耦合器、探測器以及信號(hào)處理電路，所述光學(xué)探頭的一端與待測的汽液兩相流接觸，所述第一傳導(dǎo)光纖的輸出端以及第二傳導(dǎo)光纖的輸入端均與光學(xué)探頭的另一端連接，所述光學(xué)探頭為光學(xué)反射率探頭。
[0009]上述第一耦合器和第二耦合器均為透鏡。
[0010]基于反射率測量裝置的干度在線測量方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:
[0011]I】測量飽和水蒸汽的反射率:[0012]1.1】裝配上述的反射率測量裝置，并使得光學(xué)探頭與待測水蒸汽界面接觸；
[0013]1.2】打開電源，探測器接收到飽和水蒸汽界面的反射能量，經(jīng)過信號(hào)處理電路處理得到飽和水蒸汽的反射率R ；
[0014]2】利用壓力傳感器測的飽和蒸汽的壓強(qiáng)P ;
[0015]3】根據(jù)測出飽和蒸汽的壓強(qiáng)P，利用IAPWS-1F97國際標(biāo)準(zhǔn)查找對(duì)應(yīng)溫度T，以及對(duì)應(yīng)的水的密度P w和蒸汽的密度P v，水的折射率nv和蒸汽的折射率nw ；
[0016]4】利用如下公式計(jì)算當(dāng)前壓強(qiáng)P和溫度T下的飽和水蒸汽的干度:
【權(quán)利要求】
1.一種反射率測量裝置，其特征在于:包括入射光路、出射光路以及光學(xué)探頭，所述入射光路包括依次連接的電源、光源、第一耦合器以及第一傳導(dǎo)光纖，所述出射光路包括依次連接的第二傳導(dǎo)光纖、第二耦合器、探測器以及信號(hào)處理電路，所述光學(xué)探頭的一端與待測的汽液兩相流接觸，所述第一傳導(dǎo)光纖的輸出端以及第二傳導(dǎo)光纖的輸入端均與光學(xué)探頭的另一端連接，所述光學(xué)探頭為光學(xué)反射率探頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射率測量裝置，其特征在于:所述第一耦合器和第二耦合器均為透鏡。
3.基于反射率測量裝置的干度在線測量方法，其特征在于:包括以下步驟: . I】測量飽和水蒸汽的反射率: . 1.1】裝配權(quán)利要求1所述的反射率測量裝置，并使得光學(xué)探頭與待測水蒸汽界面接觸； .1.2】打開電源，探測器接收到飽和水蒸汽界面的反射能量，經(jīng)過信號(hào)處理電路處理得到飽和水蒸汽的反射率R ； .2】利用壓力傳感器測的飽和蒸汽的壓強(qiáng)P ； . 3】根據(jù)測出飽和蒸汽的壓強(qiáng)P，利用IAPWS-1F97國際標(biāo)準(zhǔn)查找對(duì)應(yīng)溫度T，以及對(duì)應(yīng)的水的密度P w和蒸汽的密度P v，水的折射率nv和蒸汽的折射率nw ； .4】利用如下公式計(jì)算當(dāng)前壓強(qiáng)P和溫度T下的飽和水蒸汽的干度:
【文檔編號(hào)】G01N21/47GK103616349SQ201310614286
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】趙衛(wèi), 張文松, 朱香平, 代麗輝 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
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